JP6960386B2 - Manufacturing method of carbon nanotube molded body and carbon nanotube molded body manufacturing equipment - Google Patents
Manufacturing method of carbon nanotube molded body and carbon nanotube molded body manufacturing equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP6960386B2 JP6960386B2 JP2018204965A JP2018204965A JP6960386B2 JP 6960386 B2 JP6960386 B2 JP 6960386B2 JP 2018204965 A JP2018204965 A JP 2018204965A JP 2018204965 A JP2018204965 A JP 2018204965A JP 6960386 B2 JP6960386 B2 JP 6960386B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon nanotube
- peeling
- array
- substrate
- manufacturing apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Description
本発明は、カーボンナノチューブ成形体を製造する技術に関する。 The present invention relates to a technique for producing a carbon nanotube molded product.
近年、複数のカーボンナノチューブを様々な形状に成形し、電極またはセンサ等の様々な製品に利用することが提案されている。例えば、特許文献1では、基板上に立設したカーボンナノチューブの集合であるカーボンナノチューブアレイから、シート状のカーボンナノチューブウェブを引き出す技術が提案されている。特許文献1の図2では、カーボンナノチューブアレイ1から所望の幅のカーボンナノチューブウェブ10を引き出すために、カーボンナノチューブウェブ10を引き出す予定の領域Dの幅方向両側に、基板3とは反対側からカーボンナノチューブアレイ1に当接する粘着テープ20Aを設けることが開示されている。
In recent years, it has been proposed to mold a plurality of carbon nanotubes into various shapes and use them in various products such as electrodes or sensors. For example,
また、特許文献2では、回転する円筒状または円柱状の基体表面に形成されたカーボンナノファイバ集合体から、ボビン等の引出装置によりカーボンナノファイバを回転させつつ(すなわち、撚りつつ)引き出して導電線を製造する技術が提案されている。特許文献2の図3では、カーボンナノファイバ集合体Bをガイド部202により円筒状の基体10から剥離させた後、剥離された状態のカーボンナノファイバ集合体Bの先端部から導電線を引き出す技術が開示されている。図3では、カーボンナノファイバ集合体Bが引出装置81により過剰に引っ張られてカーボンナノファイバ集合体B全体が緊張状態となり、基体10上にて形成途上のカーボンナノファイバ集合体Bと触媒層Aとの間に剥離が生じることを抑制するために、基体10から剥離されて移動するカーボンナノファイバ集合体Bは、ガイド部202と規制部203とによって上下から挟まれ、上方への移動が規制されている。
Further, in Patent Document 2, the carbon nanofibers are pulled out from the carbon nanofiber aggregate formed on the surface of the rotating cylindrical or columnar substrate while rotating (that is, twisting) by a drawing device such as a bobbin to conduct conductivity. Techniques for manufacturing wire have been proposed. In FIG. 3 of Patent Document 2, a technique of peeling the carbon nanofiber assembly B from the
ところで、特許文献2の製造装置では、基体10から剥離されて移動するカーボンナノファイバ集合体B(カーボンナノチューブアレイとも言う。)の先端部が、ガイド部202との摩擦や引出装置81から加えられる引張力等により、ガイド部202と規制部203と間で幅方向(すなわち、引出方向に垂直かつ規制部203の下面に沿う方向)に振動し、安定的に引き出すことが困難となるおそれがある。
By the way, in the manufacturing apparatus of Patent Document 2, the tip end portion of the carbon nanofiber aggregate B (also referred to as carbon nanotube array) that is peeled off from the
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、引き出し時におけるカーボンナノチューブアレイの幅方向の振動を抑制することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress vibration in the width direction of the carbon nanotube array during drawing.
請求項1に記載の発明は、カーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、a)基板上に立設したカーボンナノチューブの集合であるカーボンナノチューブアレイを準備する工程と、b)前記カーボンナノチューブアレイを前記基板上から剥離させる工程と、c)前記基板から剥離された前記カーボンナノチューブアレイを吸着部により静電吸着する工程と、d)前記吸着部に静電吸着された状態の前記カーボンナノチューブアレイを引き出すことにより、カーボンナノチューブシートを形成する工程とを備える。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、前記b)工程において、前記カーボンナノチューブアレイと前記基板との接合部に剥離部材を当接させた状態で、前記剥離部材を前記基板に対して相対的に移動することにより、前記カーボンナノチューブアレイのうち前記基板上から剥離した部位である剥離アレイ部が形成され、前記剥離部材に対して所定の剥離部移動方向に相対的に移動し、前記c)工程において、前記剥離アレイ部の相対移動経路に沿って配置された前記吸着部により、相対移動中の前記剥離アレイ部が静電吸着され、前記d)工程において、前記吸着部により静電吸着された状態で相対移動中の前記剥離アレイ部から前記カーボンナノチューブシートが引き出される。
The invention according to claim 2 is the method for manufacturing a carbon nanotube molded body according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、前記カーボンナノチューブシートが引き出される方向である引出方向は、前記剥離部移動方向に対して傾斜する方向である。 The invention according to claim 3 is the method for manufacturing a carbon nanotube molded product according to claim 2, wherein the drawing direction, which is the direction in which the carbon nanotube sheet is pulled out, is inclined with respect to the peeling portion moving direction. The direction.
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、e)前記d)工程よりも後に、前記カーボンナノチューブシートを幅方向において集めることにより、線状のカーボンナノチューブワイヤを形成する工程をさらに備える。
The invention according to claim 4 is the method for producing a carbon nanotube molded product according to any one of
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のカーボンナノチューブ成形体の製造方法であって、前記e)工程において、前記カーボンナノチューブシートが撚られることにより前記カーボンナノチューブワイヤが形成される。 The invention according to claim 5 is the method for producing a carbon nanotube molded product according to claim 4, wherein the carbon nanotube wire is formed by twisting the carbon nanotube sheet in the step e).
請求項6に記載の発明は、カーボンナノチューブ成形体製造装置であって、カーボンナノチューブの集合であるカーボンナノチューブアレイが立設した基板を保持する基板保持部と、前記カーボンナノチューブアレイを前記基板上から剥離させる剥離機構と、前記基板から剥離された前記カーボンナノチューブアレイを静電吸着する吸着部と、前記吸着部に静電吸着された状態の前記カーボンナノチューブアレイを引き出すことにより、カーボンナノチューブシートを形成する引出機構とを備える。 The invention according to claim 6 is a carbon nanotube molded body manufacturing apparatus, wherein a substrate holding portion for holding a substrate on which a carbon nanotube array, which is an aggregate of carbon nanotubes, is erected, and the carbon nanotube array are mounted on the substrate. A carbon nanotube sheet is formed by pulling out a peeling mechanism for peeling, an adsorption portion for electrostatically adsorbing the carbon nanotube array peeled from the substrate, and the carbon nanotube array in a state of being electrostatically adsorbed on the adsorption portion. It is equipped with a pull-out mechanism.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記剥離機構は、前記カーボンナノチューブアレイと前記基板との接合部に当接する剥離部材と、前記剥離部材を前記基板に対して相対的に移動することにより、前記カーボンナノチューブアレイのうち前記基板上から剥離した部位である剥離アレイ部を形成し、前記剥離アレイ部を、前記剥離部材に対して所定の剥離部移動方向に相対的に移動させる移動機構とを備え、前記吸着部は、前記剥離アレイ部の相対移動経路に沿って配置され、相対移動中の前記剥離アレイ部を静電吸着し、前記引出機構は、前記吸着部により静電吸着された状態で相対移動中の前記剥離アレイ部から前記カーボンナノチューブシートを引き出す。 The invention according to claim 7 is the carbon nanotube molded body manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the peeling mechanism includes a peeling member that abuts at a joint portion between the carbon nanotube array and the substrate, and the peeling. By moving the member relative to the substrate, a peeling array portion, which is a portion of the carbon nanotube array that has been peeled from the substrate, is formed, and the peeling array portion is designated with respect to the peeling member. The suction portion is arranged along the relative movement path of the peeling array portion, and electrostatically attracts the peeling array portion during relative movement. The pull-out mechanism pulls out the carbon nanotube sheet from the peeling array portion which is relatively moving in a state of being electrostatically attracted by the suction portion.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記カーボンナノチューブシートが引き出される方向である引出方向は、前記剥離部移動方向に対して傾斜する方向である。 The invention according to claim 8 is the carbon nanotube molded product manufacturing apparatus according to claim 7, wherein the drawing direction, which is the direction in which the carbon nanotube sheet is pulled out, is a direction inclined with respect to the peeling portion moving direction. Is.
請求項9に記載の発明は、請求項7または8に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記剥離アレイ部の前記相対移動経路に沿って配置され、前記相対移動経路に垂直な回転軸を中心として回転しつつ前記剥離アレイ部を導くガイド部をさらに備え、前記吸着部は、前記剥離アレイ部を挟んで前記ガイド部と対向する位置に配置される。 The invention according to claim 9 is the carbon nanotube molded body manufacturing apparatus according to claim 7 or 8, which is arranged along the relative movement path of the peeling array portion and rotates perpendicular to the relative movement path. A guide portion for guiding the peeling array portion while rotating about the shaft is further provided, and the suction portion is arranged at a position facing the guide portion with the peeling array portion interposed therebetween.
請求項10に記載の発明は、請求項7または8に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記吸着部は、前記相対移動経路に垂直な回転軸を中心として回転しつつ前記剥離アレイ部を導くガイド部である。
The invention according to
請求項11に記載の発明は、請求項6ないし10のいずれか1つに記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記カーボンナノチューブシートを幅方向において集めることにより、線状のカーボンナノチューブワイヤを形成するワイヤ形成部をさらに備える。 The invention according to claim 11 is the carbon nanotube molded body manufacturing apparatus according to any one of claims 6 to 10, wherein the carbon nanotube sheets are collected in the width direction to form a linear carbon nanotube wire. A wire forming portion for forming the above is further provided.
請求項12に記載の発明は、請求項11に記載のカーボンナノチューブ成形体製造装置であって、前記ワイヤ形成部は、前記カーボンナノチューブシートを撚ることにより前記カーボンナノチューブワイヤを形成する。 The invention according to claim 12 is the carbon nanotube molded body manufacturing apparatus according to claim 11, and the wire forming portion forms the carbon nanotube wire by twisting the carbon nanotube sheet.
本発明では、引き出し時におけるカーボンナノチューブアレイの幅方向の振動を抑制することができる。 In the present invention, vibration in the width direction of the carbon nanotube array at the time of drawing can be suppressed.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るカーボンナノチューブ成形体製造装置1(以下、単に「成形体製造装置1」とも呼ぶ。)を示す側面図である。図2は、成形体製造装置1を示す平面図である。図1および図2に示す例では、成形体製造装置1は、複数のカーボンナノチューブ(CNT)により形成されるシート状(いわゆる、ウェブ状)のカーボンナノチューブシート、および、線状(いわゆる、糸状)のカーボンナノチューブワイヤを、カーボンナノチューブ成形体として製造する。以下の説明では、図1中における上側および下側を、単に「上側」および「下側」と呼ぶ。図1中の上下方向は、必ずしも重力方向と一致しなくてもよい。
FIG. 1 is a side view showing a carbon nanotube molded body manufacturing apparatus 1 (hereinafter, also simply referred to as “molded
成形体製造装置1は、基板保持部21と、剥離部材22と、移動機構23と、ガイド部24と、ワイヤ形成部25と、引出機構26と、吸着部61とを備える。図2では、図の理解を容易にするために、吸着部61については、その輪郭のみを二点鎖線にて図示している。移動機構23は、基板巻き取りロール231と、回転機構232とを備える。引出機構26は、成形体巻き取りロール261と、回転機構262とを備える。回転機構232,262はそれぞれ、例えば電動モータである。
The molded
基板保持部21は、多数のカーボンナノチューブの集合であるカーボンナノチューブアレイ91が立設した基板92を保持する。基板92は、例えば、可撓性を有する長尺の薄板状部材である。基板92は、例えば、シリコン基板、または、表面に二酸化ケイ素膜等が設けられたステンレス鋼製の基板である。カーボンナノチューブアレイ91は、例えば、化学気相成長法(すなわち、CVD法)により、基板92の表面921に対して略垂直に配向する多数のカーボンナノチューブを基板92上に成長させることにより形成される。カーボンナノチューブアレイ91の形成は、他の様々な方法により行われてもよい。
The
カーボンナノチューブアレイ91の厚さ(すなわち、カーボンナノチューブアレイ91に含まれるカーボンナノチューブの上下方向における長さ)は、例えば、50μm〜1000μmである。本実施の形態では、カーボンナノチューブアレイ91の厚さは、50μm〜500μmである。カーボンナノチューブアレイ91の厚さは、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)(日本電子株式会社製)または非接触膜厚計(株式会社キーエンス製)により測定される。
The thickness of the carbon nanotube array 91 (that is, the length of the carbon nanotubes contained in the
カーボンナノチューブアレイ91では、例えば、1cm2当たりに109本〜1011本のカーボンナノチューブが存在する。隣接するカーボンナノチューブ間の距離は、例えば、100nm〜200nmである。各カーボンナノチューブの外径は、例えば、10nm〜30nmである。各カーボンナノチューブは、例えば、5層〜10層の多層カーボンナノチューブである。各カーボンナノチューブは、4層以下または11層以上の多層カーボンナノチューブであってもよく、単層カーボンナノチューブであってもよい。
In the
カーボンナノチューブアレイ91の嵩密度は、例えば、10mg/cm3〜60mg/cm3である。好ましくは、カーボンナノチューブアレイ91の嵩密度は、20mg/cm3〜50mg/cm3である。カーボンナノチューブアレイ91の嵩密度は、単位面積当たりのカーボンナノチューブアレイ91の質量(すなわち、目付量)を、カーボンナノチューブアレイ91の厚さで除算することにより求められる。
The bulk density of the
図3は、カーボンナノチューブアレイ91の嵩密度と、カーボンナノチューブアレイ91の厚さとの関係を示す図である。図3中の丸印は、後述するステップS15において、カーボンナノチューブワイヤが特に好適に形成可能であったカーボンナノチューブアレイ91の条件である。カーボンナノチューブアレイ91の嵩密度をD(mg/cm3)とし、カーボンナノチューブアレイ91の厚さをL(μm)とすると、D≧300×L−0.5であることが好ましい。図3中の曲線は、D=300×L−0.5を示す。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the bulk density of the
図1に示す例では、基板保持部21は、紙面に垂直な方向に延びる回転軸J1を中心とする略円柱状または略円筒状である。回転軸J1は、成形体製造装置1の図示省略のフレーム等に固定されている。基板保持部21は、基板92の裏面922に下方から当接することにより、基板92を保持する。基板92の裏面922は、例えば、基板保持部21の上端部から右端部に亘って、基板保持部21の外側面に当接している。基板92の先端部は、基板保持部21の下方に配置された略円柱状または略円筒状の基板巻き取りロール231に巻回されている。
In the example shown in FIG. 1, the
基板巻き取りロール231は、回転機構232により、図1において紙面に垂直な方向に延びる回転軸J2を中心として図1中の時計回りに回転される。回転軸J2は、上述のフレーム等に固定されている。また、基板保持部21は、基板巻き取りロール231の回転に伴って(例えば、同期して)、図1中の時計回りに回転する。これにより、基板92が基板巻き取りロール231に巻き取られ、基板保持部21の上端部近傍において、基板92が図1中の左側から右側に向かう方向に移動する。なお、成形体製造装置1では、基板巻き取りロール231が省略され、回転機構232により回転される基板保持部21により基板92が巻き取られてもよい。
The substrate take-
以下の説明では、基板保持部21の上端部近傍における基板92の移動方向を「基板移動方向」と呼び、図1において符号A1を付す矢印にて示す。基板移動方向A1は、上下方向に略垂直である。また、以下の説明では、上下方向および基板移動方向A1の双方に垂直な方向(すなわち、図1中の紙面に垂直な方向であり、図2中の上下方向)を「幅方向」と呼ぶ。当該幅方向は、カーボンナノチューブアレイ91の幅方向でもあり、後述する剥離アレイ部93の幅方向でもある。
In the following description, the moving direction of the
剥離部材22は、基板保持部21の上端部近傍に配置される。剥離部材22は、上述のフレーム等に固定されている。剥離部材22の側面視における形状は、例えば、略くさび状または略平板状である。図1に示す例では、剥離部材22は、左側の端部の厚さが、右側の端部の厚さよりも小さい略くさび状の部材である。剥離部材22の上面は、例えば、図1中の右側に向かうに従って上方へと向かう傾斜面である。
The peeling
剥離部材22の左側の端部(すなわち、エッジ部)は、基板保持部21の上端の上方において、カーボンナノチューブアレイ91と基板92との接合部(すなわち、基板92上に立設しているカーボンナノチューブアレイ91の下端部)に当接する。剥離部材22の幅方向の幅は、カーボンナノチューブアレイ91の幅方向の幅よりも大きい。剥離部材22は、カーボンナノチューブアレイ91の全幅に亘って、カーボンナノチューブアレイ91と基板92との接合部に当接する。なお、剥離部材22は、カーボンナノチューブアレイ91の幅方向の一部においてのみ、カーボンナノチューブアレイ91と基板92との接合部に当接してもよい。
The left end (that is, the edge) of the peeling
基板保持部21の上端部近傍では、移動機構23により基板92が基板移動方向A1に移動することにより、カーボンナノチューブアレイ91のうち剥離部材22のエッジ部に当接した部位が、基板92の表面921から剥離される。すなわち、剥離部材22および移動機構23は、カーボンナノチューブアレイ91を基板92上から剥離させる剥離機構20に含まれる。カーボンナノチューブアレイ91のうち、基板92上から剥離した部位を、「剥離アレイ部93」と呼ぶ。図2では、カーボンナノチューブアレイ91および剥離アレイ部93に平行斜線を付す。なお、カーボンナノチューブアレイ91の剥離の際には、必ずしも基板92が移動する必要はなく、後述するように、固定されている基板92の表面921に沿って剥離部材22が移動してもよい。換言すれば、剥離部材22が基板92に対して相対的に移動することにより、カーボンナノチューブアレイ91が基板92から剥離される。
In the vicinity of the upper end portion of the
基板92から剥離された剥離アレイ部93は、移動機構23による基板92の移動に伴って、剥離部材22の上面に沿って図1中の右側(すなわち、基板保持部21の上端部から離れる方向)へと移動し、剥離部材22に隣接して配置されるガイド部24へと至る。ガイド部24は、図1中における基板保持部21の右斜め上に位置している。ガイド部24は、剥離アレイ部93の移動経路に沿う位置において剥離アレイ部93の下側に配置され、剥離アレイ部93の下面に接触する。ガイド部24の上方には、吸着部61が僅かな隙間を空けて隣接して配置されている。吸着部61は、ガイド部24上に位置する剥離アレイ部93の上面に接触し、剥離アレイ部93を静電吸着する。換言すれば、吸着部61は、剥離アレイ部93の移動経路に沿う位置において、剥離アレイ部93を挟んでガイド部24と上下方向に対向して配置され、移動中の剥離アレイ部93を静電吸着する。
The peeling
以下の説明では、剥離部材22上からガイド部24へと至る剥離アレイ部93の移動方向を、「剥離部移動方向A2」と呼ぶ。剥離部移動方向A2は、側面視において、基板移動方向A1から上側(すなわち、剥離アレイ部93の上面側)に向かって傾斜している。剥離部移動方向A2と基板移動方向A1との成す角度は、例えば、5度〜10度である。剥離部移動方向A2は、上下方向に対しても傾斜している。また、剥離部移動方向A2は、幅方向に対して垂直である。基板92から剥離された直後の剥離アレイ部93の移動方向を「剥離方向」と呼ぶと、図1に示す例では、剥離方向は剥離部移動方向A2と同じである。
In the following description, the moving direction of the peeling
図4は、ガイド部24および吸着部61を図1中の右側から見た正面図である。図4では、ガイド部24と吸着部61との上下方向の間に位置する剥離アレイ部93も併せて図示する。ガイド部24は、幅方向に延びる回転軸J3を中心とする略円柱状または略円筒状の部材である。ガイド部24は、図示省略のモータ等の駆動源により、回転軸J3を中心として図1中の時計回りに回転する。回転軸J3は、上述のフレーム等に固定されている。ガイド部24の外側面は、剥離アレイ部93の下面に接して剥離アレイ部93をガイドするガイド面241である。図4に示す例では、ガイド部24は略鼓状の部材である。換言すれば、ガイド部24の直径は、幅方向の両端部から中央部に向かうに従って漸次減少する。ガイド面241は、幅方向に延びる曲面である。具体的には、ガイド面241は、幅方向の中央部において幅方向の両端部よりも凹む凹面である。
FIG. 4 is a front view of the
吸着部61は、幅方向に延びる回転軸J6を中心とする略円柱状または略円筒状の部材である。吸着部61は、図示省略のモータ等の駆動源により、回転軸J6を中心として図1中の反時計回りに回転する。回転軸J6は、上述のフレーム等に固定されている。吸着部61は、絶縁体により形成された略円柱状または略円筒状の吸着部本体612と、当該吸着部本体612の内部において略円筒状に配置された電極613とを備える静電吸着ロールである。
The
吸着部61の外側面(すなわち、吸着部本体612の外側面)は、剥離アレイ部93の上面に接して剥離アレイ部93をガイドするとともに静電吸着する吸着面611である。図4に示す例では、吸着部61は略樽状の部材である。換言すれば、吸着部61の直径は、幅方向の両端部から中央部に向かうに従って漸次増大する。吸着面611は、幅方向に延びる曲面である。具体的には、吸着面611は、幅方向の中央部において幅方向の両端部よりも凸となる凸面である。吸着面611は、ガイド部24と上下方向に対向する位置において、ガイド面241と略平行である。換言すれば、吸着部61とガイド部24とが上下方向に対向する位置において、吸着面611とガイド面241との間の間隙は、幅方向の全長において略同じである。なお、吸着面611およびガイド面241は、必ずしも凸面および凹面である必要はなく、例えば、回転軸J6,J3を中心とする略円筒面であってもよい。
The outer surface of the suction portion 61 (that is, the outer surface of the suction portion main body 612) is a
吸着部61では、上述の吸着部本体612内の電極613に電圧が印加されることにより、当該電極613と、吸着対象物である剥離アレイ部93との間にクーロン力が発生する。そして、当該クーロン力により、剥離アレイ部93のうち吸着部61とガイド部24との間に位置する部位(すなわち、剥離アレイ部93の先端部)が、吸着部61の吸着面611に静電吸着される。剥離アレイ部93は、吸着部61により静電吸着された状態で、剥離部移動方向A2から引出方向A3へと導かれる。
In the
吸着部61による剥離アレイ部93の吸着力は、後述する剥離アレイ部93からのカーボンナノチューブシート94の引き出しを阻害しない範囲で適宜設定される。当該吸着力(すなわち、把持力)は、例えば、0.1mg/cm2〜10mg/cm2であり、好ましくは、0.5mg/cm2〜5mg/cm2である。
The suction force of the peeling
吸着部61では、電極613は、吸着部本体612の内部において、吸着部本体612から独立して設けられてもよい。この場合、電極613は、例えば幅方向に延びる棒状であり、吸着部本体612の回転・停止に関わらず、吸着部本体612の下端部近傍に配置される。そして、電極613に電圧が印加されることにより、吸着部本体612の下端部と接触する剥離アレイ部93の上面が、吸着部61に静電吸着される。
In the
ガイド部24の上端部に到達して吸着部61により静電吸着された剥離アレイ部93は、引出機構26により所定の引出方向A3へと引き出される。これにより、剥離アレイ部93の引出方向A3に延びるカーボンナノチューブシート94が形成される。カーボンナノチューブシート94は、剥離アレイ部93の幅方向に広がっている。図2に示す例では、カーボンナノチューブシート94は、略矩形状の部位の引出方向A3前側に略三角形状の部位が連続した形状である。カーボンナノチューブシート94の形状は様々に変更されてよく、例えば、ガイド部24から引出方向A3に離れるに従って幅方向の幅が漸次減少する略三角形状であってもよい。カーボンナノチューブシート94は、幅方向の幅に比べて引出方向A3の長さが非常に小さい扁平な略三角形状であってもよい。
The peeling
カーボンナノチューブシート94は、複数のカーボンナノチューブにより形成されたシート状のカーボンナノチューブ成形体である。詳細には、カーボンナノチューブシート94は、剥離アレイ部93から引出方向A3に引き出された複数のカーボンナノチューブ単糸が、幅方向に配列されるとともに互いに連結されてシート状成形体(網目状成形体とも捉えられる。)となったものである。カーボンナノチューブ単糸とは、ファンデンワールス力等により、複数のカーボンナノチューブが長手方向に連続して接続された線状のカーボンナノチューブ成形体である。
The
上述の引出方向A3は、側面視において、剥離部移動方向A2から下側(すなわち、剥離アレイ部93の下面側)に向かって傾斜している。換言すれば、引出方向A3は、剥離アレイ部93の上面を含む仮想面(すなわち、剥離部移動方向A2および幅方向に平行な仮想面)から下側に向かって傾斜している。成形体製造装置1では、ガイド部24は、剥離アレイ部93の移動方向を制限して、剥離アレイ部93を剥離部移動方向A2に対して傾斜する引出方向A3へと導く構造である。引出方向A3と剥離部移動方向A2との成す角度αの絶対値は、例えば、0度よりも大きく、かつ、45度以下である。角度αの絶対値は、好ましくは30度以下であり、より好ましくは20度以下である。図1に示す例では、引出方向A3は、幅方向に対して垂直である。また、図1に示す例では、引出方向A3は、基板移動方向A1に略平行である。
The above-mentioned pull-out direction A3 is inclined from the peeling portion moving direction A2 toward the lower side (that is, the lower surface side of the peeling array portion 93) in the side view. In other words, the pull-out direction A3 is inclined downward from the virtual surface including the upper surface of the peeling array portion 93 (that is, the virtual plane parallel to the peeling portion moving direction A2 and the width direction). In the molded
成形体製造装置1では、カーボンナノチューブアレイ91を基板92から剥離させた後にカーボンナノチューブシート94を引き出すことにより、基板92上のカーボンナノチューブアレイ91にピンホールが存在している場合、あるいは、基板92上のカーボンナノチューブアレイ91に異物が含まれている場合等であっても、カーボンナノチューブシート94における部分欠損を抑制することができる。詳細には、剥離アレイ部93に含まれるカーボンナノチューブは、基板92により移動が制限されていないため、剥離アレイ部93に上述のピンホールまたは異物等に起因する空隙が存在する場合、空隙の周囲のカーボンナノチューブが当該空隙を埋めるように移動する。さらに、空隙の剥離部移動方向A2の後側に位置するカーボンナノチューブが、引き出される力に抗して基板92上に残ることが防止される。これにより、剥離アレイ部93から引き出されるカーボンナノチューブシート94において、当該空隙に起因する部分欠損が発生することが抑制される。
In the molded
剥離アレイ部93から引き出されたカーボンナノチューブシート94は、ワイヤ形成部25を通過する。ワイヤ形成部25では、カーボンナノチューブシート94が幅方向において集められることにより、カーボンナノチューブワイヤ95が形成される。カーボンナノチューブワイヤ95は、複数のカーボンナノチューブにより形成された線状のカーボンナノチューブ成形体である。ワイヤ形成部25では、カーボンナノチューブシート94が幅方向の中央部に向かって集められ、多数のカーボンナノチューブが幅方向において密着する。
The
図1に示す例では、ワイヤ形成部25は、幅方向に集められたカーボンナノチューブシート94の複数のカーボンナノチューブ単糸を撚ることによりカーボンナノチューブワイヤ95を形成する撚り機である。すなわち、ワイヤ形成部25通過前の略線状に集められたカーボンナノチューブ成形体が、ワイヤ形成部25によって撚られることにより、カーボンナノチューブ撚糸であるカーボンナノチューブワイヤ95が形成される。換言すれば、カーボンナノチューブシート94は、カーボンナノチューブワイヤ95の前駆体である。
In the example shown in FIG. 1, the
ワイヤ形成部25を通過後のカーボンナノチューブワイヤ95は、引出機構26において、回転機構262により回転される成形体巻き取りロール261に巻き取られる。成形体巻き取りロール261は、ワイヤ形成部25の右側に配置される略円柱状または略円筒状の部材である。成形体巻き取りロール261は、幅方向に延びる回転軸J4を中心として図1中の時計回りに回転される。回転軸J4は、上述のフレーム等に固定されている。
After passing through the
図5は、成形体製造装置1によるカーボンナノチューブ成形体の製造の流れを示す図である。カーボンナノチューブ成形体の製造では、まず、基板92上に立設したカーボンナノチューブの集合であるカーボンナノチューブアレイ91が準備される(ステップS11)。続いて、カーボンナノチューブアレイ91を基板92上から剥離させる(ステップS12)。次に、基板92から剥離されたカーボンナノチューブアレイ91(すなわち、剥離アレイ部93)を吸着部61により静電吸着する(ステップS13)。その後、吸着部61に静電吸着された状態のカーボンナノチューブアレイ91を引き出すことにより、カーボンナノチューブシート94が形成される(ステップS14)。
FIG. 5 is a diagram showing a flow of manufacturing a carbon nanotube molded body by the molded
上述のステップS11〜S14が行われることにより、引き出し時におけるカーボンナノチューブアレイ91の幅方向の振動を抑制することができる。詳細には、基板92から剥離されたカーボンナノチューブアレイ91の先端部(すなわち、剥離アレイ部93の先端部)が、吸着部61によって静電吸着されることにより、当該先端部の幅方向への移動が制限される。これにより、剥離アレイ部93の先端部からカーボンナノチューブが引き出される際に、剥離アレイ部93の先端部の幅方向の位置が変動する(すなわち、剥離アレイ部93が幅方向に振動する)ことを抑制することができる。したがって、カーボンナノチューブアレイ91からカーボンナノチューブシート94を安定的に引き出すことができる。その結果、カーボンナノチューブシート94において、全幅に亘って密度の均一性を向上することができる。
By performing the above steps S11 to S14, vibration in the width direction of the
上記ステップS11〜S14を行うために、図1に例示する成形体製造装置1は、基板保持部21と、剥離機構20と、吸着部61と、引出機構26とを備える。基板保持部21は、カーボンナノチューブアレイ91が立設した基板92を保持する。剥離機構20は、カーボンナノチューブアレイ91を基板92上から剥離させる。吸着部61は、基板92から剥離されたカーボンナノチューブアレイ91を静電吸着する。引出機構26は、吸着部61に静電吸着された状態のカーボンナノチューブアレイ91を引き出すことにより、カーボンナノチューブシート94を形成する。これにより、上述のように、引き出し時におけるカーボンナノチューブアレイ91の幅方向の振動を抑制することができる。
In order to perform the steps S11 to S14, the molded
上述のカーボンナノチューブ成形体の製造方法では、ステップS13よりも後に、カーボンナノチューブシート94が幅方向において集められることにより、線状のカーボンナノチューブワイヤ95が形成される(ステップS15)。当該製造方法では、上述のように、引き出し時におけるカーボンナノチューブアレイ91の幅方向の振動を抑制することができるため、カーボンナノチューブワイヤ95を安定的に形成することができる。これにより、カーボンナノチューブワイヤ95において、長手方向における密度の均一性を向上することができる。その結果、製造途上におけるカーボンナノチューブワイヤ95の破損および切断を防止することができる。
In the method for producing the carbon nanotube molded body described above, the linear
好ましくは、ステップS15において、カーボンナノチューブシート94が撚られることにより、カーボンナノチューブワイヤ95が形成される。これにより、高密度なカーボンナノチューブワイヤ95を製造することができる。その結果、カーボンナノチューブワイヤ95の引張強度を向上することができる。
Preferably, in step S15, the
上述のカーボンナノチューブ成形体の製造方法では、好ましくは、ステップS12において、カーボンナノチューブアレイ91と基板92との接合部に剥離部材22を当接させた状態で、剥離部材22を基板92に対して相対的に移動させる。これにより、カーボンナノチューブアレイ91のうち基板92上から剥離した部位である剥離アレイ部93が形成され、当該剥離アレイ部93が、剥離部材22に対して所定の剥離部移動方向A2に相対的に移動する。また、ステップS13において、剥離アレイ部93の相対移動経路に沿って配置された吸着部61により、相対移動中の剥離アレイ部93が静電吸着される。さらに、ステップS14において、吸着部61により静電吸着された状態で相対移動中の剥離アレイ部93から、カーボンナノチューブシート94が引き出される。これにより、剥離アレイ部93の幅方向の振動を抑制しつつ、カーボンナノチューブシート94を連続的に形成することができる。
In the method for producing the carbon nanotube molded product described above, preferably, in step S12, the peeling
さらに好ましくは、カーボンナノチューブシート94が引き出される方向である引出方向A3は、剥離部移動方向A2に対して傾斜する方向である。これにより、成形体製造装置1が剥離部移動方向A2に大型化することを抑制しつつ、カーボンナノチューブシート94を好適に製造することができる。
More preferably, the drawing direction A3, which is the direction in which the
上述のように、引出方向A3と剥離部移動方向A2との成す角度の絶対値は45度以下であることが好ましい。これにより、剥離アレイ部93から引出方向A3に引き出されるカーボンナノチューブ単糸の引張強度(すなわち、カーボンナノチューブ単糸におけるカーボンナノチューブ同士の接続強度)が、過剰に小さくなることを防止することができる。その結果、製造途上におけるカーボンナノチューブシート94の破損および切断、並びに、カーボンナノチューブワイヤ95の破損および切断を、さらに好適に防止することができる。
As described above, the absolute value of the angle formed by the pull-out direction A3 and the peeling portion moving direction A2 is preferably 45 degrees or less. As a result, it is possible to prevent the tensile strength of the single-walled carbon nanotubes drawn from the peeling
また、引出方向A3は、剥離部移動方向A2から剥離アレイ部93の下面側に向かって傾斜することが好ましい。この場合、剥離部材22の上面に沿って剥離部移動方向A2に移動する剥離アレイ部93が、剥離部材22により支持されている側へと引き出される。これにより、剥離アレイ部93を支持する部材を剥離部材22とは別に設けることなく、カーボンナノチューブシート94を引出方向A3へと容易に引き出すことができる。また、成形体製造装置1が上下方向に大型化することを抑制することができる。
Further, the pull-out direction A3 is preferably inclined from the peeling portion moving direction A2 toward the lower surface side of the peeling
上述のように、カーボンナノチューブシート94およびカーボンナノチューブワイヤ95の製造では、カーボンナノチューブアレイ91の嵩密度D(mg/cm3)と、カーボンナノチューブアレイ91の厚さL(μm)との関係が、D≧300×L−0.5であることが好ましい。これにより、カーボンナノチューブシート94およびカーボンナノチューブワイヤ95の製造途上における破損および切断を防止しつつ、カーボンナノチューブシート94およびカーボンナノチューブワイヤ95を好適に製造することができる。なお、カーボンナノチューブアレイ91の嵩密度D(mg/cm3)と厚さL(μm)との関係は、D<300×L−0.5であってもよい。
As described above, in the production of the
上述のように、成形体製造装置1は、剥離アレイ部93の相対移動経路に沿って配置されるガイド部24をさらに備えることが好ましい。ガイド部24は、当該相対移動経路に垂直な回転軸J3を中心として回転しつつ剥離アレイ部93を導く。また、吸着部61は、剥離アレイ部93を挟んでガイド部24と対向する位置に配置されることが好ましい。このように、剥離アレイ部93の先端部を、ガイド部24と吸着部61とで上下から挟むことにより、引き出し時におけるカーボンナノチューブアレイ91の幅方向の振動をさらに抑制することができる。
As described above, it is preferable that the molded
上述のように、ガイド部24は、幅方向に延びるとともに剥離アレイ部93に接するガイド面241を備える。ガイド面241は、幅方向の中央部において、幅方向の両端部よりも凹む凹面であることが好ましい。これにより、ガイド部24上に位置するカーボンナノチューブが幅方向の外側へと移動することを抑制することができる。その結果、引き出し時におけるカーボンナノチューブアレイ91の幅方向の振動を、より一層抑制することができる。
As described above, the
図6は、本発明の第2の実施の形態に係る成形体製造装置1aを示す側面図である。成形体製造装置1aは、上述のガイド部24および吸着部61に代えて吸着部61aを備える点を除き、図1に示す成形体製造装置1と略同様の構造を有する。以下の説明では、成形体製造装置1aの構成のうち、成形体製造装置1の構成と対応するものに同符号を付す。成形体製造装置1aによるカーボンナノチューブ成形体の製造の流れは、図5に示すものと略同様である。
FIG. 6 is a side view showing the molded product manufacturing apparatus 1a according to the second embodiment of the present invention. The molded body manufacturing apparatus 1a has substantially the same structure as the molded
図7は、吸着部61aを図6中の右側から見た正面図である。図7では、吸着部61a上に位置する剥離アレイ部93も併せて図示する。吸着部61aは、図1中のガイド部24と略同じ位置に配置される。吸着部61aは、幅方向に延びる回転軸J6を中心とする略円柱状または略円筒状の部材である。吸着部61aは、図示省略のモータ等の駆動源により、回転軸J6を中心として図1中の時計回りに回転する。回転軸J6は、上述のフレーム等に固定されている。吸着部61aは、絶縁体により形成された略円柱状または略円筒状の吸着部本体612aと、当該吸着部本体612aの内部において略円筒状に配置された電極613aとを備える静電吸着ロールである。
FIG. 7 is a front view of the
吸着部61aの外側面である吸着面611aは、剥離アレイ部93の下面に接して剥離アレイ部93をガイドするガイド面でもある。図7に示す例では、吸着部61aは、上述の略鼓状のガイド部24と略同様の形状を有する。吸着部61aの直径は、幅方向の両端部から中央部に向かうに従って漸次減少する。吸着面611aは、幅方向に延びる曲面である。具体的には、吸着面611aは、幅方向の中央部において幅方向の両端部よりも凹む凹面である。
The
吸着部61aでは、吸着部本体612a内の電極613aに電圧が印加されることにより、当該電極613aと、吸着対象物である剥離アレイ部93との間にクーロン力が発生する。そして、当該クーロン力により、剥離アレイ部93のうち吸着部61a上に位置する部位(すなわち、剥離アレイ部93の先端部)が、吸着部61aの吸着面611aに静電吸着される。剥離アレイ部93は、吸着部61aにより静電吸着された状態で、上述の剥離部移動方向A2から引出方向A3へと導かれる。吸着部61aによる剥離アレイ部93の吸着力は、上述の吸着部61の吸着力と略同様である。
In the
成形体製造装置1aでは、吸着部61aにより剥離アレイ部93が静電吸着されることにより、上記と同様に、引き出し時におけるカーボンナノチューブアレイ91の幅方向の振動を抑制することができる。また、吸着部61aは、剥離アレイ部93の上記相対移動経路に垂直な回転軸J6を中心として回転しつつ剥離アレイ部93を導くガイド部であることが好ましい。このように、剥離アレイ部93を導くガイド部の役割を吸着部61aに兼用させることにより、成形体製造装置1aの構造を簡素化することができる。
In the molded body manufacturing apparatus 1a, the peeling
上述のように、吸着部61aは、幅方向に延びるとともに剥離アレイ部93に接する吸着面611aを備える。吸着面611aは、幅方向の中央部において、幅方向の両端部よりも凹む凹面であることが好ましい。これにより、吸着部61a上に位置するカーボンナノチューブが幅方向の外側へと移動することを抑制することができる。その結果、引き出し時におけるカーボンナノチューブアレイ91の幅方向の振動を、より一層抑制することができる。
As described above, the
吸着部61aでは、電極613aは、吸着部本体612aの内部において、吸着部本体612aから独立して設けられてもよい。この場合、電極613aは、例えば幅方向に延びる棒状であり、吸着部本体612aの回転・停止に関わらず、吸着部本体612aの上端部近傍に配置される。そして、電極613aに電圧が印加されることにより、吸着部本体612aの上端部と接触する剥離アレイ部93の下面が、吸着部61aに静電吸着される。
In the
図8は、本発明の第3の実施の形態にかかる成形体製造装置1bの側面図である。成形体製造装置1bでは、基板92を移動する移動機構23(図1参照)に代えて、剥離部材22を移動する移動機構23bが設けられる。成形体製造装置1bでは、剥離部材22が、基台10上に保持されて移動しない基板92の表面921に沿って、図中の右側から左側へと移動する。このように、剥離部材22が基板92に対して相対的に移動することにより、カーボンナノチューブアレイ91が基板92から剥離される。
FIG. 8 is a side view of the molded
図8に示す例では、移動機構23bは、剥離部材22の上方に固定されたガイドレール233と、図示省略のボールネジおよびモータとを含むリニアガイド機構である。移動機構23bの構造は様々に変更されてよい。また、図8に示す例では、剥離部材22は、支持部材234を介してガイド部24、ワイヤ形成部25、引出機構26および吸着部61bと連結されている。ガイド部24は、上記と同様に、剥離アレイ部93の相対移動経路に沿って配置され、剥離アレイ部93を導く。吸着部61bは、上述の吸着部61と略同様の構造を有し、剥離アレイ部93を挟んでガイド部24と対向する位置に配置される。吸着部61bは、剥離アレイ部93を静電吸着する。これにより、上記と同様に、引き出し時におけるカーボンナノチューブアレイ91の幅方向の振動を抑制することができる。
In the example shown in FIG. 8, the moving
成形体製造装置1bでは、剥離部材22、ガイド部24、ワイヤ形成部25、引出機構26および吸着部61bは、移動機構23bにより一体的に移動する。したがって、剥離部材22、ガイド部24、ワイヤ形成部25、引出機構26および吸着部61bの相対位置が固定されるため、引出機構26による引き出し速度等の制御を簡素化することができる。その結果、カーボンナノチューブ成形体(すなわち、カーボンナノチューブシート94およびカーボンナノチューブワイヤ95)の形成を好適に行うことができる。
In the molded
上述の成形体製造装置1,1a,1bおよびカーボンナノチューブ成形体の製造方法では、様々な変更が可能である。
Various changes can be made in the above-mentioned molded
例えば、吸着部61は、必ずしも略円柱状または略円筒状である必要はなく、回転する必要もない。吸着部61は、例えば、平らな吸着面611を有する平板状の部材であってもよい。吸着部61a,61bについても同様である。
For example, the
ガイド部24も、必ずしも略円柱状または略円筒状である必要はなく、回転する必要もない。また、ガイド部24は、剥離部材22と一繋がりの部材であってもよい。あるいは、ガイド部24は省略されてもよい。
The
剥離部材22では、カーボンナノチューブアレイ91に接触するエッジ部に超音波振動が付与されてもよい。これにより、カーボンナノチューブアレイ91の基板92からの剥離を容易とすることができる。
In the peeling
上述のカーボンナノチューブ成形体の製造では、引出方向A3は、側面視において、剥離部移動方向A2から上側(すなわち、剥離アレイ部93の上面側)に向かって傾斜していてもよい。換言すれば、引出方向A3は、剥離アレイ部93の下面を含む仮想面(すなわち、剥離部移動方向A2および幅方向に平行な仮想面)から上側に向かって傾斜していてもよい。また、引出方向A3と剥離部移動方向A2との成す角度の絶対値は、45度よりも大きくてもよい。あるいは、引出方向A3は、剥離部移動方向A2と平行であってもよい。なお、引出方向A3は、必ずしも幅方向に垂直である必要はなく、幅方向の一方側に傾斜していてもよい。 In the production of the carbon nanotube molded body described above, the drawing direction A3 may be inclined from the peeling portion moving direction A2 toward the upper side (that is, the upper surface side of the peeling array portion 93) in the side view. In other words, the pull-out direction A3 may be inclined upward from the virtual surface including the lower surface of the peeling array portion 93 (that is, the virtual surface parallel to the peeling portion moving direction A2 and the width direction). Further, the absolute value of the angle formed by the pull-out direction A3 and the peeling portion moving direction A2 may be larger than 45 degrees. Alternatively, the pull-out direction A3 may be parallel to the peeling portion moving direction A2. The pull-out direction A3 does not necessarily have to be perpendicular to the width direction, and may be inclined to one side in the width direction.
上述のカーボンナノチューブ成形体の製造では、必ずしも、剥離部材22に対して相対移動中の剥離アレイ部93からカーボンナノチューブシート94が引き出される必要はなく、静止状態の剥離アレイ部93からカーボンナノチューブシート94が引き出されてもよい。例えば、図9に示すように、他の装置(図示省略)により基板から剥離されたカーボンナノチューブアレイ91が、略平板状の吸着部61cに静電吸着された状態で静止しており、当該カーボンナノチューブアレイ91からカーボンナノチューブシート94が引き出され、ワイヤ形成部25によりカーボンナノチューブワイヤ95が形成されてもよい。
In the production of the carbon nanotube molded body described above, it is not always necessary to pull out the
図1の成形体製造装置1では、ワイヤ形成部25と引出機構26とが個別に設けられる例を示しているが、ワイヤ形成部25と引出機構26とが1つの機構に含まれていてもよい。当該1つの機構は、例えば、カーボンナノチューブシート94を線状に撚り合わせつつ巻き取る機構である。成形体製造装置1a,1bにおいても同様である。
In the molded
成形体製造装置1により形成されるカーボンナノチューブワイヤ95は、必ずしもカーボンナノチューブ撚糸である必要はなく、撚られていないカーボンナノチューブ無撚糸であってもよい。この場合、ワイヤ形成部25は、例えば、カーボンナノチューブシート94に含まれる複数のカーボンナノチューブ単糸に圧縮空気を吹き付けて結束させる加工(いわゆる、タスラン加工)を施す機構であってもよい。あるいは、ワイヤ形成部25は、複数のカーボンナノチューブ単糸を通過させてカーボンナノチューブワイヤ95を形成する細孔が設けられたダイスであってもよい。成形体製造装置1a,1bにおいても同様である。
The
成形体製造装置1では、ワイヤ形成部25が省略され、略矩形状のカーボンナノチューブシート94が、カーボンナノチューブ成形体として製造されてもよい。成形体製造装置1a,1bにおいても同様である。
In the molded
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。 The above-described embodiment and the configurations in each modification may be appropriately combined as long as they do not conflict with each other.
1,1a,1b カーボンナノチューブ成形体製造装置
20 剥離機構
21 基板保持部
22 剥離部材
23,23b 移動機構
24 ガイド部
25 ワイヤ形成部
26 引出機構
61,61a〜61c 吸着部
91 カーボンナノチューブアレイ
92 基板
93 剥離アレイ部
94 カーボンナノチューブシート
95 カーボンナノチューブワイヤ
A2 剥離部移動方向
A3 引出方向
J3,J6 回転軸
S11〜S15 ステップ
1,1a, 1b Carbon nanotube molded
Claims (12)
a)基板上に立設したカーボンナノチューブの集合であるカーボンナノチューブアレイを準備する工程と、
b)前記カーボンナノチューブアレイを前記基板上から剥離させる工程と、
c)前記基板から剥離された前記カーボンナノチューブアレイを吸着部により静電吸着する工程と、
d)前記吸着部に静電吸着された状態の前記カーボンナノチューブアレイを引き出すことにより、カーボンナノチューブシートを形成する工程と、
を備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。 It is a method for manufacturing carbon nanotube molded products.
a) The process of preparing a carbon nanotube array, which is a collection of carbon nanotubes erected on a substrate, and
b) A step of peeling the carbon nanotube array from the substrate and
c) A step of electrostatically adsorbing the carbon nanotube array peeled from the substrate by an adsorption part, and
d) A step of forming a carbon nanotube sheet by pulling out the carbon nanotube array in a state of being electrostatically adsorbed on the adsorption portion.
A method for producing a carbon nanotube molded product, which comprises the above.
前記b)工程において、前記カーボンナノチューブアレイと前記基板との接合部に剥離部材を当接させた状態で、前記剥離部材を前記基板に対して相対的に移動することにより、前記カーボンナノチューブアレイのうち前記基板上から剥離した部位である剥離アレイ部が形成され、前記剥離部材に対して所定の剥離部移動方向に相対的に移動し、
前記c)工程において、前記剥離アレイ部の相対移動経路に沿って配置された前記吸着部により、相対移動中の前記剥離アレイ部が静電吸着され、
前記d)工程において、前記吸着部により静電吸着された状態で相対移動中の前記剥離アレイ部から前記カーボンナノチューブシートが引き出されることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。 The method for producing a carbon nanotube molded product according to claim 1.
In the step b), the peeling member is moved relative to the substrate in a state where the peeling member is in contact with the joint portion between the carbon nanotube array and the substrate, whereby the carbon nanotube array is subjected to. A peeling array portion, which is a portion peeled from the substrate, is formed and moves relative to the peeling member in a predetermined peeling portion moving direction.
In the step c), the peeling array portion during relative movement is electrostatically adsorbed by the suction portion arranged along the relative movement path of the peeling array portion.
A method for producing a carbon nanotube molded body, which comprises pulling out the carbon nanotube sheet from the peeling array portion which is relatively moving in a state of being electrostatically adsorbed by the adsorption portion in the step d).
前記カーボンナノチューブシートが引き出される方向である引出方向は、前記剥離部移動方向に対して傾斜する方向であることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。 The method for producing a carbon nanotube molded product according to claim 2.
A method for producing a carbon nanotube molded body, wherein the drawing direction, which is the drawing direction of the carbon nanotube sheet, is a direction inclined with respect to the moving direction of the peeled portion.
e)前記d)工程よりも後に、前記カーボンナノチューブシートを幅方向において集めることにより、線状のカーボンナノチューブワイヤを形成する工程をさらに備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。 The method for producing a carbon nanotube molded product according to any one of claims 1 to 3.
e) A method for producing a carbon nanotube molded body, further comprising a step of forming linear carbon nanotube wires by collecting the carbon nanotube sheets in the width direction after the step d).
前記e)工程において、前記カーボンナノチューブシートが撚られることにより前記カーボンナノチューブワイヤが形成されることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体の製造方法。 The method for producing a carbon nanotube molded product according to claim 4.
A method for producing a carbon nanotube molded body, which comprises forming the carbon nanotube wire by twisting the carbon nanotube sheet in the step e).
カーボンナノチューブの集合であるカーボンナノチューブアレイが立設した基板を保持する基板保持部と、
前記カーボンナノチューブアレイを前記基板上から剥離させる剥離機構と、
前記基板から剥離された前記カーボンナノチューブアレイを静電吸着する吸着部と、
前記吸着部に静電吸着された状態の前記カーボンナノチューブアレイを引き出すことにより、カーボンナノチューブシートを形成する引出機構と、
を備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 It is a carbon nanotube molded product manufacturing equipment.
A substrate holding part that holds a substrate on which a carbon nanotube array, which is a collection of carbon nanotubes, stands,
A peeling mechanism for peeling the carbon nanotube array from the substrate,
An adsorption part that electrostatically adsorbs the carbon nanotube array peeled off from the substrate,
A drawing mechanism for forming a carbon nanotube sheet by pulling out the carbon nanotube array in a state of being electrostatically adsorbed on the suction portion, and
A carbon nanotube molded product manufacturing apparatus, which comprises.
前記剥離機構は、
前記カーボンナノチューブアレイと前記基板との接合部に当接する剥離部材と、
前記剥離部材を前記基板に対して相対的に移動することにより、前記カーボンナノチューブアレイのうち前記基板上から剥離した部位である剥離アレイ部を形成し、前記剥離アレイ部を、前記剥離部材に対して所定の剥離部移動方向に相対的に移動させる移動機構と、
を備え、
前記吸着部は、前記剥離アレイ部の相対移動経路に沿って配置され、相対移動中の前記剥離アレイ部を静電吸着し、
前記引出機構は、前記吸着部により静電吸着された状態で相対移動中の前記剥離アレイ部から前記カーボンナノチューブシートを引き出すことを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 The carbon nanotube molded product manufacturing apparatus according to claim 6.
The peeling mechanism is
A peeling member that comes into contact with the joint between the carbon nanotube array and the substrate,
By moving the peeling member relative to the substrate, a peeling array portion, which is a portion of the carbon nanotube array that has been peeled from the substrate, is formed, and the peeling array portion is attached to the peeling member. And a movement mechanism that moves relative to the predetermined peeling part movement direction,
With
The suction portion is arranged along the relative movement path of the peeling array portion, and electrostatically attracts the peeling array portion during relative movement.
The drawing mechanism is a carbon nanotube molded body manufacturing apparatus, characterized in that the carbon nanotube sheet is pulled out from the peeling array portion that is relatively moving in a state of being electrostatically adsorbed by the adsorption portion.
前記カーボンナノチューブシートが引き出される方向である引出方向は、前記剥離部移動方向に対して傾斜する方向であることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 The carbon nanotube molded product manufacturing apparatus according to claim 7.
A carbon nanotube molded body manufacturing apparatus , wherein the drawing direction, which is the drawing direction of the carbon nanotube sheet, is a direction inclined with respect to the moving direction of the peeled portion.
前記剥離アレイ部の前記相対移動経路に沿って配置され、前記相対移動経路に垂直な回転軸を中心として回転しつつ前記剥離アレイ部を導くガイド部をさらに備え、
前記吸着部は、前記剥離アレイ部を挟んで前記ガイド部と対向する位置に配置されることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 The carbon nanotube molded product manufacturing apparatus according to claim 7 or 8.
A guide portion that is arranged along the relative movement path of the peeling array portion and guides the peeling array portion while rotating about a rotation axis perpendicular to the relative movement path is further provided.
A carbon nanotube molded product manufacturing apparatus, wherein the suction portion is arranged at a position facing the guide portion with the peeling array portion interposed therebetween.
前記吸着部は、前記相対移動経路に垂直な回転軸を中心として回転しつつ前記剥離アレイ部を導くガイド部であることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 The carbon nanotube molded product manufacturing apparatus according to claim 7 or 8.
The carbon nanotube molded article manufacturing apparatus, wherein the suction portion is a guide portion that guides the peeling array portion while rotating about a rotation axis perpendicular to the relative movement path.
前記カーボンナノチューブシートを幅方向において集めることにより、線状のカーボンナノチューブワイヤを形成するワイヤ形成部をさらに備えることを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 The carbon nanotube molded product manufacturing apparatus according to any one of claims 6 to 10.
A carbon nanotube molded body manufacturing apparatus, further comprising a wire forming portion for forming linear carbon nanotube wires by collecting the carbon nanotube sheets in the width direction.
前記ワイヤ形成部は、前記カーボンナノチューブシートを撚ることにより前記カーボンナノチューブワイヤを形成することを特徴とするカーボンナノチューブ成形体製造装置。 The carbon nanotube molded product manufacturing apparatus according to claim 11.
The wire forming portion is a carbon nanotube molded body manufacturing apparatus, characterized in that the carbon nanotube wire is formed by twisting the carbon nanotube sheet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018204965A JP6960386B2 (en) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | Manufacturing method of carbon nanotube molded body and carbon nanotube molded body manufacturing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018204965A JP6960386B2 (en) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | Manufacturing method of carbon nanotube molded body and carbon nanotube molded body manufacturing equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020070207A JP2020070207A (en) | 2020-05-07 |
JP6960386B2 true JP6960386B2 (en) | 2021-11-05 |
Family
ID=70546945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018204965A Active JP6960386B2 (en) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | Manufacturing method of carbon nanotube molded body and carbon nanotube molded body manufacturing equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6960386B2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6059089B2 (en) * | 2013-06-07 | 2017-01-11 | 株式会社フジクラ | Carbon nanofiber aggregate manufacturing method and manufacturing apparatus, and conductive wire manufacturing method and manufacturing apparatus |
US9698035B2 (en) * | 2013-12-23 | 2017-07-04 | Lam Research Corporation | Microstructures for improved wafer handling |
-
2018
- 2018-10-31 JP JP2018204965A patent/JP6960386B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020070207A (en) | 2020-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8668896B2 (en) | Method for making twisted carbon nanotube wire | |
JP5021109B2 (en) | Nanofiber manufacturing system and nanofiber manufacturing method | |
JP6482966B2 (en) | Carbon nanotube web manufacturing method, carbon nanotube aggregate manufacturing method, and carbon nanotube web manufacturing apparatus | |
KR102103235B1 (en) | Static reduction roller and method for reducing static on a web | |
CN105339538B (en) | Yarn manufacture device | |
US20120261588A1 (en) | Transmission electron microscope micro-grid | |
WO2015011768A1 (en) | Yarn manufacturing device | |
JP6960386B2 (en) | Manufacturing method of carbon nanotube molded body and carbon nanotube molded body manufacturing equipment | |
JP2008081274A (en) | Straightening device for web and web roll manufacturing method | |
JP7083240B2 (en) | Manufacturing method of carbon nanotube wire | |
WO2015011772A1 (en) | Yarn manufacturing device | |
JP6038728B2 (en) | Fiber feeding device and filament winding device | |
JP6951164B2 (en) | Manufacturing method of carbon nanotube molded body and carbon nanotube molded body manufacturing equipment | |
US20210166959A1 (en) | Method and apparatus for transferring micro device, and electronic product using the same | |
JP6936220B2 (en) | Carbon nanotube web extraction method, carbon nanotube thread production method, carbon nanotube sheet production method, and carbon nanotube web extraction device | |
JP7011704B2 (en) | Density change of nanofiber sheet using edge surface | |
TW202112655A (en) | Method for manufacturing carbon nanotube twisted thread, and device for manufacturing carbon nanotube twisted thread | |
JP7200019B2 (en) | Peeling device and peeling method | |
TWI637088B (en) | Yarn manufacturing device | |
US20230029437A1 (en) | Production method of carbon nanotube yarn | |
JP2007191276A (en) | Film winding device | |
CN117284857A (en) | Multilayer can be differentiated automatic granny rag machine of adjusting | |
JP2020147868A (en) | Carbon nanotube compact and method of manufacturing carbon nanotube compact | |
CN1463672A (en) | Vacuum cleaner coiling apparatus | |
KR20210006931A (en) | Application of micron diameter yarn |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210830 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210916 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211004 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211011 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6960386 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |